Input-Output Control System Oil & Gas Platform

Secara umum input-output pada Sistem Kontrol Oil & Gas Platform (DCS) dapat dikategorikan menjadi:

- Analog Input (AI)

- Analog Output (AO)

- Discrete Input (DI)

- Discrete Output (DO)

Kalau sekedar dibayangkan secara teori sepertinya mudah, namun ketika konsep I/O itu mulai dikombinasikan dengan konsepsi atau terminologi lain seperti analog with voltage, analog free voltage, juga untuk digital I/O seperti true, false, switch contact, switch open, logic ’1′, logic ’0′, energize, de-energize, normally close, dan normally open seringkali memerlukan “waktu meditasi” sebentar untuk memahaminya bagaimana konsepsinya dalam project tersebut.

Contoh yang perlu kehati-hatian adalah seperti ini:

Project mendefinisikan konsep umum untuk process dan utility equipment pada kondisi normal operasi maka memiliki logic ’1′. Apakah itu artinya sedang ‘energize’? Apakah itu artinya ’24 VDC’? Apakah itu artinya semua switch sedang ‘Contact’? nomal posisinya apakah normally close atau normally open? Seringkali perlu waktu untuk memahaminya dan ini memang yang perlu dievaluasi. Projek I/O philosphy perlu mendefinisikan dengan detail untuk setiap tipe-tipe input-output.

Terdapat juga definisi kondisi ‘TRUE’ adalah kondisi ‘NORMAL’, dan kondisi ‘FALSE’ adalah kondisi ‘ABNORMAL’. Yang dimaksud kondisi abnormal adalah kondisi PSD atau ESD. Alarm-alarm akan berbunyi pada kondisi abnormal. Konsepsi ini harus dipegang selama project dan memang seringkali membingungkan dan tertukar-tukar kalau tidak hati-hati.

Apakah project yang berbeda ada kemungkinan pendefinisaian yang berbeda? Saya kira mungkin sekali. Kalau ada input dari blogger dan pembaca saya nantikan di page ini.

Analog Input (AI)

Signal komunikasi yang menggunakan Analog Input untuk Sistem Kontrol adalah signal-signal dari transmitter atau dari unit panel. Untuk HART transmitter milliamp analog input diperoleh dengan voltage source dari DCS, transmitter tidak memiliki power tetapi powernya jadi satu dengan loop dari DCS, istilah yang sering digunakan adalah Loop Powered. Untuk menghasilkan signal 4-20 mA maka D/A converter pada HART transmitter merubah impedance pada circuit voltage tetapnya (24 VDC) sehingga diperolah range arus 4-20 mA yang linear dengan dengan besaran fisik yang diukur oleh sensor. Bagaimana halnya jika signal analog berasal dari output PLC atau output repeater pada suatu Unit Control Panel? Hati-hati karena signal ini akan membawa voltage juga dan akan mengakibatkan voltage clash sehingga pembacaan analog mA signal tidak akurat. Advisable way-nya adalag untuk mengeset DCS menjadi free-Voltage. Sehingga hanya ada satu sumber tegangan 24 VDC dari PLC atau Repeater tersebut.

Analog Output (AO)

Signal komunikasi yang menggunakan Analog Output dari Sistem Kontrol adalah control valve dan juga PLC unit panel/package. Positioner pada control valve menerima signal untuk opening valve. Sedangkan unit panel seringkali juga memerlukan perintah analog dari DCS untuk operasinya, seperti Hypochlorinator yang memerlukan perintah analog dari DCS untuk menentukan konsentrasi klorin yang harus dihasilkannya. Kemungkinan voltage clash selalu ada sehingga salah satu harus diset sebagai free-voltage.

Discrete Input (DI)

Istilah Normally Close & Normally Open pada switch, seringkali membuat saya overlap dengan istilah Normal Condition pada Normal Process. Sering saya bayangkan ketika normal process maka itulah kondisi normally switch. Padahal belom tentu selalu sama bukan?

Limit Switch untuk SDV/BDV dinyatakan Normally Open. Apa yang dimaksud dengan normally di sini? Apakah kondisi normal process maka switch open? Saya kira memang bukan. Normally Open maksudnya swith open sebelum kontak. Pada saat kondisi SDV Close maka ZSC akan contact sehingga kalo diukur voltage di terminal ZSC akan didapatkan 0 VDC (Contact artinya short bukan? shg tegangan pasti 0 VDC). Sedangkan ZSO masih open sehingga kalo diukur voltage di terminal ZSO akan didapatkan 24 VDC. Begitu SDV open maka akan terjadi sebaliknya yaitu ZSO akan contact sehingga didapat 0 VDC, dan ZSC akan open contact sehingga didapat 24 VDC. Analogi yang sama untuk BDV. Limit Switchnya bekerja dengan konsep yang sama dengan SDV. Hanya operating valve-nya sendiri yang berbeda.

Unit Panel / Package Alarm Status dinyatakan sebagai input dari relay Normally Open. Input berasal dari relay. Artinya relay-NO di sini adalah ketika relay tidak energize maka ‘open contact’. Safety philosophy mengatakan bahwa kondisi normal process maka logicnya adalah ’1′ artinya arus harus mengalir. Padahal relay yang digunakan adalah Normally Open, maka dalam kondisi normal operasi maka relay tersebut harus energize artinya contactnya close (kontaknya tidak normal lagi).  Perlu saya garis bawahi relay Normally Open ketika normal operasi akan berada dalam kondisi ‘close’ logic state ’1′ dan voltage pada terminal kabel dari DCS adalah 0 VDC. Jika terjadi abnormal pada Unit Panel / Package Panel maka relay akan de-energize artinya ‘contact open’ logic state ’0′ dan voltage pada terminal kabel dari DCS adalah 24 VDC.

ESD Push Button adalah termasuk Discrete Input yang dinyatakan sebagai Normally Close. Input berasal dari switch. Normally close maksudnya switchnya dalam kondisi belum diapa2in sudah close. Ketika dihubungkan kabel dari DCS dan energize maka di terminal akan anda dapatkan 0 VDC (karena closed circuit). Jika anda ingin membuktikan voltage maka anda harus melepaskan kabel dan ukur maka akan anda dapatkan voltage dari DCS sebesar 24 VDC. Normal operasi process maka ESD push button closed contact dan membentuk closed circuit dengan state logic ’1′ dan voltage jika diukur di terminal adalah 0 VDC. Pada saat button di push (switch jadi tidak normal) maka terjadi open circuit dan state logic menjadi ’0′. Voltage di terminal DCS atau terminal ESD adalah 24 VDC.

MAC Push Button adalah Discrete Input yang distate sebagai Normally Open.  MAC hanyalah untuk inisiate alarm bukan ESD. Ketika diset sebagai normally open maka pada circuit tersebyt diberikan line monitoring. Sehingga ketika normal operasi “1″ arus masih tetap akan mengalir melalui circuit line monitoring. Ketika switch contact maka arus akan melalui gabungan circuit (line monitoring dan switch circuit) yang menyebabkan seolah-olah resistance-nya berubah begitu besar. Logic operasi menjadi “0″. (Please help to re-define this issue)

Discrete Output (DO)

Solenoid pada valve adalah tipe instrument yang menggunakan Discrete Output power. Logic ’1′ artinya kondisi proses normal dan solenoid energize dan jika diukur voltagenya di terminal maka akan didapatkan 24 VDC (sangat berbeda dengan DI lhoo). Ketika de-energize dari DCS logic ’0′ artinya perintah untuk shutdown maka di terminal akan didapatkan 0 VDC.

Relay-relay pada MCC dan Healthy signal untuk PLC Unit Package Panel menggunakan Digital Output dari DCS. DCS menghasilkan DO untuk mengenergize coil pada relay-relay MCC dan juga memberikan healthy signal untuk PLC Unit/Package Panel. Energize DO berarti logic ’1′ dengan voltage 24 VDC maka motor-motor mendapatkan permissive signal untuk running, demikian juga dengan Unit Control Panel akan dapat signal permissive untuk running pada kondisi normal. Begitu DO de-energize 0 VDC state logic menjadi ’0′ (TRIP Signal Generated) maka coil-coil de-energize, healthy signal menjadi ’0′ akibatnya motor-motor dan PLCs harus shutdown. DO ini adalah permissive, maka motor-motor dan UCP tidak bisa dijalankan lagi kalau state logic masih ’0′. Jadi TRIP filosophy untuk MCC dan UCP adalah dengan mengcut power DO dari DCS ke equipment tersebut.

Nova Kurniawan

Sarjanai Teknik Fisika ITB, 2004, Sekarang bekerja di J Ray McDermott, Batam-Indonesia

About these ads

16 Responses

  1. mas,

    cerita tentang coefisien valve donk

    thanx

  2. @pak nova : kalau pneumatic signal masuk sini gak pak ya?…
    e.g transmitter pneumatic yang memberi signal ke recorder untuk me-record DP,Press atau Temp gitu….

  3. Mas Ciluuk:
    Hehe…selama 4 tahun saya bekerja selalu berhubungan dengan platform baru yang sudah sangat sulit ditemui adanya pneumatic transmitter. Kalau existing platform2 skarang banyak yg masih memakai pneumatic sepertinya memang perlu dibahas juga input-output yang perlu dikuasai..

  4. @pak nova : sebetulnya ada alasan lain selain implementation new technology dalam pemakaian pneumatic signal pada device measurement menurut saya pak, yaitu safety factor :razz:

    karena memang jelas pneumatic lebih safety daripada signal electronic baik analog maupun digital pada zone 1.

    IMHO lho pak :idea:

  5. Iya pak emang pneumatic tidak akan menimbulkan sparking sbagaimana eletrik signal, tp kalo seandainya saya yang disuruh milih maka saya tetep prefer dgn electric digital analog dgn IS barier. :)

    Karena kalo pertimbangan utama adalah safety titik, kayaknya kt gak akan bs beranjak dehhh…

  6. Relay-relay pada MCC dan Healthy signal untuk PLC Unit Package Panel…

    Saya mau kasih contoh kasus ini pada pompa loading LPG dari 4 buah tanki kapsul LPG seperti di tempat saya.

    DI dari pompa yaitu level switch high dan low. Bila LSLL tanki energized, pompa tidak dapat melakukan loading dari ke 4 tanki LPG (logic AND), maka DCS memerintahkan kepada pompa loading untuk stop.

    Kita bs menjalankan pompa LPG tersebut dengan cara forcing signal DO dari DCS atau diberi logic 1.

    Tolong di koreksi mas..
    trims..

  7. He….
    Wah saya ga bs ngoreksi krn kayaknya dah bener. Tp sedikit diskusi:
    btw ketika Low-Low lagi active, utk running kembali apakah harus pake diforce segala? Reset aja apa nggak cukup ya? Karena force signal normalnya hanya untuk pengetesan bukan untuk mengembalikan system ke normal operasi.

  8. Dalam kasus disini force diperlukan untuk melakukan loading sisa level LPG yang berada di bawah LSLL.
    Karena klo mau di-reset bukankah kt harus menunggu level tanki LPG itu harus diatas LSLL dulu mas biar bisa normal..?
    Kan butuh waktu yg lamo toh hehe…

  9. Start-up inhibit LSLL… inhibitnya otomatis release kalo dah diatas LSLL

  10. Salam kenal Mas,
    Saya seorang Engineer dibidang electrical mechanic instrumentation perusahaan kontraktor di Surabaya, saya selalu ketemu yang namanya PLC. suatu hari saya di bertemu dengan teman lama saya yang sekarang di berprofesi sebagai Guru Listrik di SMK dia pingin tau cara bagamana PLC bisa menbaca dan menulis data analog (4-20mA atau 0-10VDC),masalahnya saya pakai PLC type rack (AB, LS, Omron) yang sudah ada Function Block Instant-nya untuk analog I/O sedangkan teman saya punya PLC Omron CPM2A dan CPM1A MAD01.
    Maklum saya belajar PLC dan Semuanya otodidak (tidak formal),saya waktu kuliah gak ada sama sekali mata kuliah PLC,Tolong saya ingin tahu contoh Instruksi apa aja dan Laddernya.

  11. Saya belum pernah jadi PLC engineer yang key-in or set-up ladder diagram sendiri. Silahkan teman yang ingin urun rembug. Saya cuman bikin konsep sendiri kalo data analog dibaca oleh PLC setelah menjadi voltage. Data voltage itu yang diukur oleh I/O dan dirubah jadi value di lapangan. Tugas PLC melinearkan data range yang diinputkan oleh user dan voltage yang dia terima linear dengan 4-20 mA maka terbacalah data analog. Kalo didalamnya dirubah lagi jd data digital mmm….saya belum pernah euy membedah PLC….

  12. bahan2 apa aja yang dapat dikendaliakan oleh selenoid velve

  13. Mbak Indri,

    Bahan-bahan, apa yg dimaksud dengan bahan? Saya menemukan solenoid valve untuk mengendalakan valve yang bertipe on-off.

  14. Salam kenal Mas Nova,
    Rada menyimpang dari topik neh mas, kalo tugas facility department (di perusahaan seperti McDermott khususnya) tu apaan ya mas ? saya bentar lagi KP dan kemungkinan di tempatkan dibagian facility department. Apa yang mas tulis diblog ini termasuk cakupan facility department?

    terima kasih…

    • Facility Department adalah Department yang menangani proyek-proyek internal McDermott. Yang disebut internal misalnya; di dalam komplek mcdermott perlu mengeraskan jalan maka itu pekerjaan facility. Di dalam komplek mcdermott perlu membuat dermaga baru, maka itu pekerjaan facility. Yang saya tulis bukan pekerjaan facility; tapi knowledge sebagai instrument engineer.

  15. ada lowongan ga gan?

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 85 other followers

%d bloggers like this: